Illumos #3552, #3564
authorGeorge Wilson <george.wilson@delphix.com>
Sat, 15 Jun 2013 03:30:35 +0000 (22:30 -0500)
committerBrian Behlendorf <behlendorf1@llnl.gov>
Wed, 19 Jun 2013 23:22:39 +0000 (16:22 -0700)
3552 condensing one space map burns 3 seconds of CPU in spa_sync() thread
3564 spa_sync() spends 5-10% of its time in metaslab_sync() (when not condensing)
Reviewed by: Adam Leventhal <ahl@delphix.com>
Reviewed by: Dan Kimmel <dan.kimmel@delphix.com>
Reviewed by: Matthew Ahrens <mahrens@delphix.com>
Approved by: Richard Lowe <richlowe@richlowe.net>

References:
  illumos/illumos-gate@16a4a8074274d2d7cc408589cf6359f4a378c861
  https://www.illumos.org/issues/3552
  https://www.illumos.org/issues/3564

Ported-by: Tim Chase <tim@chase2k.com>
Signed-off-by: Brian Behlendorf <behlendorf1@llnl.gov>
Closes #1513

cmd/zdb/zdb.c
include/sys/metaslab_impl.h
include/sys/space_map.h
module/zfs/metaslab.c
module/zfs/space_map.c
module/zfs/vdev.c

index 0114c41..3eaab03 100644 (file)
@@ -548,7 +548,7 @@ static void
 dump_metaslab_stats(metaslab_t *msp)
 {
        char maxbuf[32];
-       space_map_t *sm = &msp->ms_map;
+       space_map_t *sm = msp->ms_map;
        avl_tree_t *t = sm->sm_pp_root;
        int free_pct = sm->sm_space * 100 / sm->sm_size;
 
@@ -564,7 +564,7 @@ dump_metaslab(metaslab_t *msp)
 {
        vdev_t *vd = msp->ms_group->mg_vd;
        spa_t *spa = vd->vdev_spa;
-       space_map_t *sm = &msp->ms_map;
+       space_map_t *sm = msp->ms_map;
        space_map_obj_t *smo = &msp->ms_smo;
        char freebuf[32];
 
@@ -2194,11 +2194,11 @@ zdb_leak_init(spa_t *spa, zdb_cb_t *zcb)
                        for (m = 0; m < vd->vdev_ms_count; m++) {
                                metaslab_t *msp = vd->vdev_ms[m];
                                mutex_enter(&msp->ms_lock);
-                               space_map_unload(&msp->ms_map);
-                               VERIFY(space_map_load(&msp->ms_map,
+                               space_map_unload(msp->ms_map);
+                               VERIFY(space_map_load(msp->ms_map,
                                    &zdb_space_map_ops, SM_ALLOC, &msp->ms_smo,
                                    spa->spa_meta_objset) == 0);
-                               msp->ms_map.sm_ppd = vd;
+                               msp->ms_map->sm_ppd = vd;
                                mutex_exit(&msp->ms_lock);
                        }
                }
@@ -2223,7 +2223,7 @@ zdb_leak_fini(spa_t *spa)
                        for (m = 0; m < vd->vdev_ms_count; m++) {
                                metaslab_t *msp = vd->vdev_ms[m];
                                mutex_enter(&msp->ms_lock);
-                               space_map_unload(&msp->ms_map);
+                               space_map_unload(msp->ms_map);
                                mutex_exit(&msp->ms_lock);
                        }
                }
index 386f624..a36baed 100644 (file)
@@ -67,20 +67,38 @@ struct metaslab_group {
 };
 
 /*
- * Each metaslab's free space is tracked in space map object in the MOS,
- * which is only updated in syncing context.  Each time we sync a txg,
+ * Each metaslab maintains an in-core free map (ms_map) that contains the
+ * current list of free segments. As blocks are allocated, the allocated
+ * segment is removed from the ms_map and added to a per txg allocation map.
+ * As blocks are freed, they are added to the per txg free map. These per
+ * txg maps allow us to process all allocations and frees in syncing context
+ * where it is safe to update the on-disk space maps.
+ *
+ * Each metaslab's free space is tracked in a space map object in the MOS,
+ * which is only updated in syncing context. Each time we sync a txg,
  * we append the allocs and frees from that txg to the space map object.
  * When the txg is done syncing, metaslab_sync_done() updates ms_smo
- * to ms_smo_syncing.  Everything in ms_smo is always safe to allocate.
+ * to ms_smo_syncing. Everything in ms_smo is always safe to allocate.
+ *
+ * To load the in-core free map we read the space map object from disk.
+ * This object contains a series of alloc and free records that are
+ * combined to make up the list of all free segments in this metaslab. These
+ * segments are represented in-core by the ms_map and are stored in an
+ * AVL tree.
+ *
+ * As the space map objects grows (as a result of the appends) it will
+ * eventually become space-inefficient. When the space map object is
+ * zfs_condense_pct/100 times the size of the minimal on-disk representation,
+ * we rewrite it in its minimized form.
  */
 struct metaslab {
        kmutex_t        ms_lock;        /* metaslab lock                */
        space_map_obj_t ms_smo;         /* synced space map object      */
        space_map_obj_t ms_smo_syncing; /* syncing space map object     */
-       space_map_t     ms_allocmap[TXG_SIZE];  /* allocated this txg   */
-       space_map_t     ms_freemap[TXG_SIZE];   /* freed this txg       */
-       space_map_t     ms_defermap[TXG_DEFER_SIZE]; /* deferred frees  */
-       space_map_t     ms_map;         /* in-core free space map       */
+       space_map_t     *ms_allocmap[TXG_SIZE]; /* allocated this txg   */
+       space_map_t     *ms_freemap[TXG_SIZE];  /* freed this txg       */
+       space_map_t     *ms_defermap[TXG_DEFER_SIZE];   /* deferred frees */
+       space_map_t     *ms_map;        /* in-core free space map       */
        int64_t         ms_deferspace;  /* sum of ms_defermap[] space   */
        uint64_t        ms_weight;      /* weight vs. others in group   */
        metaslab_group_t *ms_group;     /* metaslab group               */
index cbe75af..2da80d2 100644 (file)
@@ -40,17 +40,17 @@ extern "C" {
 typedef const struct space_map_ops space_map_ops_t;
 
 typedef struct space_map {
-       avl_tree_t      sm_root;        /* AVL tree of map segments */
+       avl_tree_t      sm_root;        /* offset-ordered segment AVL tree */
        uint64_t        sm_space;       /* sum of all segments in the map */
        uint64_t        sm_start;       /* start of map */
        uint64_t        sm_size;        /* size of map */
        uint8_t         sm_shift;       /* unit shift */
-       uint8_t         sm_pad[3];      /* unused */
        uint8_t         sm_loaded;      /* map loaded? */
        uint8_t         sm_loading;     /* map loading? */
+       uint8_t         sm_condensing;  /* map condensing? */
        kcondvar_t      sm_load_cv;     /* map load completion */
        space_map_ops_t *sm_ops;        /* space map block picker ops vector */
-       avl_tree_t      *sm_pp_root;    /* picker-private AVL tree */
+       avl_tree_t      *sm_pp_root;    /* size-ordered, picker-private tree */
        void            *sm_ppd;        /* picker-private data */
        kmutex_t        *sm_lock;       /* pointer to lock that protects map */
 } space_map_t;
@@ -149,6 +149,7 @@ extern void space_map_add(space_map_t *sm, uint64_t start, uint64_t size);
 extern void space_map_remove(space_map_t *sm, uint64_t start, uint64_t size);
 extern boolean_t space_map_contains(space_map_t *sm,
     uint64_t start, uint64_t size);
+extern void space_map_swap(space_map_t **msrc, space_map_t **mdest);
 extern void space_map_vacate(space_map_t *sm,
     space_map_func_t *func, space_map_t *mdest);
 extern void space_map_walk(space_map_t *sm,
index cc51ea4..cd1b6ce 100644 (file)
@@ -49,6 +49,14 @@ uint64_t metaslab_aliquot = 512ULL << 10;
 uint64_t metaslab_gang_bang = SPA_MAXBLOCKSIZE + 1;    /* force gang blocks */
 
 /*
+ * The in-core space map representation is more compact than its on-disk form.
+ * The zfs_condense_pct determines how much more compact the in-core
+ * space_map representation must be before we compact it on-disk.
+ * Values should be greater than or equal to 100.
+ */
+int zfs_condense_pct = 200;
+
+/*
  * This value defines the number of allowed allocation failures per vdev.
  * If a device reaches this threshold in a given txg then we consider skipping
  * allocations on that device.
@@ -204,9 +212,9 @@ metaslab_compare(const void *x1, const void *x2)
        /*
         * If the weights are identical, use the offset to force uniqueness.
         */
-       if (m1->ms_map.sm_start < m2->ms_map.sm_start)
+       if (m1->ms_map->sm_start < m2->ms_map->sm_start)
                return (-1);
-       if (m1->ms_map.sm_start > m2->ms_map.sm_start)
+       if (m1->ms_map->sm_start > m2->ms_map->sm_start)
                return (1);
 
        ASSERT3P(m1, ==, m2);
@@ -739,14 +747,15 @@ metaslab_init(metaslab_group_t *mg, space_map_obj_t *smo,
         * addition of new space; and for debugging, it ensures that we'd
         * data fault on any attempt to use this metaslab before it's ready.
         */
-       space_map_create(&msp->ms_map, start, size,
+       msp->ms_map = kmem_zalloc(sizeof (space_map_t), KM_PUSHPAGE);
+       space_map_create(msp->ms_map, start, size,
            vd->vdev_ashift, &msp->ms_lock);
 
        metaslab_group_add(mg, msp);
 
        if (metaslab_debug && smo->smo_object != 0) {
                mutex_enter(&msp->ms_lock);
-               VERIFY(space_map_load(&msp->ms_map, mg->mg_class->mc_ops,
+               VERIFY(space_map_load(msp->ms_map, mg->mg_class->mc_ops,
                    SM_FREE, smo, spa_meta_objset(vd->vdev_spa)) == 0);
                mutex_exit(&msp->ms_lock);
        }
@@ -775,22 +784,27 @@ metaslab_fini(metaslab_t *msp)
        int t;
 
        vdev_space_update(mg->mg_vd,
-           -msp->ms_smo.smo_alloc, 0, -msp->ms_map.sm_size);
+           -msp->ms_smo.smo_alloc, 0, -msp->ms_map->sm_size);
 
        metaslab_group_remove(mg, msp);
 
        mutex_enter(&msp->ms_lock);
 
-       space_map_unload(&msp->ms_map);
-       space_map_destroy(&msp->ms_map);
+       space_map_unload(msp->ms_map);
+       space_map_destroy(msp->ms_map);
+       kmem_free(msp->ms_map, sizeof (*msp->ms_map));
 
        for (t = 0; t < TXG_SIZE; t++) {
-               space_map_destroy(&msp->ms_allocmap[t]);
-               space_map_destroy(&msp->ms_freemap[t]);
+               space_map_destroy(msp->ms_allocmap[t]);
+               space_map_destroy(msp->ms_freemap[t]);
+               kmem_free(msp->ms_allocmap[t], sizeof (*msp->ms_allocmap[t]));
+               kmem_free(msp->ms_freemap[t], sizeof (*msp->ms_freemap[t]));
        }
 
-       for (t = 0; t < TXG_DEFER_SIZE; t++)
-               space_map_destroy(&msp->ms_defermap[t]);
+       for (t = 0; t < TXG_DEFER_SIZE; t++) {
+               space_map_destroy(msp->ms_defermap[t]);
+               kmem_free(msp->ms_defermap[t], sizeof (*msp->ms_defermap[t]));
+       }
 
        ASSERT0(msp->ms_deferspace);
 
@@ -809,7 +823,7 @@ static uint64_t
 metaslab_weight(metaslab_t *msp)
 {
        metaslab_group_t *mg = msp->ms_group;
-       space_map_t *sm = &msp->ms_map;
+       space_map_t *sm = msp->ms_map;
        space_map_obj_t *smo = &msp->ms_smo;
        vdev_t *vd = mg->mg_vd;
        uint64_t weight, space;
@@ -869,7 +883,7 @@ metaslab_prefetch(metaslab_group_t *mg)
         * Prefetch the next potential metaslabs
         */
        for (msp = avl_first(t), m = 0; msp; msp = AVL_NEXT(t, msp), m++) {
-               space_map_t *sm = &msp->ms_map;
+               space_map_t *sm = msp->ms_map;
                space_map_obj_t *smo = &msp->ms_smo;
 
                /* If we have reached our prefetch limit then we're done */
@@ -890,7 +904,7 @@ static int
 metaslab_activate(metaslab_t *msp, uint64_t activation_weight)
 {
        metaslab_group_t *mg = msp->ms_group;
-       space_map_t *sm = &msp->ms_map;
+       space_map_t *sm = msp->ms_map;
        space_map_ops_t *sm_ops = msp->ms_group->mg_class->mc_ops;
        int t;
 
@@ -908,7 +922,7 @@ metaslab_activate(metaslab_t *msp, uint64_t activation_weight)
                                return (error);
                        }
                        for (t = 0; t < TXG_DEFER_SIZE; t++)
-                               space_map_walk(&msp->ms_defermap[t],
+                               space_map_walk(msp->ms_defermap[t],
                                    space_map_claim, sm);
 
                }
@@ -939,12 +953,159 @@ metaslab_passivate(metaslab_t *msp, uint64_t size)
         * this metaslab again.  In that case, it had better be empty,
         * or we would be leaving space on the table.
         */
-       ASSERT(size >= SPA_MINBLOCKSIZE || msp->ms_map.sm_space == 0);
+       ASSERT(size >= SPA_MINBLOCKSIZE || msp->ms_map->sm_space == 0);
        metaslab_group_sort(msp->ms_group, msp, MIN(msp->ms_weight, size));
        ASSERT((msp->ms_weight & METASLAB_ACTIVE_MASK) == 0);
 }
 
 /*
+ * Determine if the in-core space map representation can be condensed on-disk.
+ * We would like to use the following criteria to make our decision:
+ *
+ * 1. The size of the space map object should not dramatically increase as a
+ * result of writing out our in-core free map.
+ *
+ * 2. The minimal on-disk space map representation is zfs_condense_pct/100
+ * times the size than the in-core representation (i.e. zfs_condense_pct = 110
+ * and in-core = 1MB, minimal = 1.1.MB).
+ *
+ * Checking the first condition is tricky since we don't want to walk
+ * the entire AVL tree calculating the estimated on-disk size. Instead we
+ * use the size-ordered AVL tree in the space map and calculate the
+ * size required for the largest segment in our in-core free map. If the
+ * size required to represent that segment on disk is larger than the space
+ * map object then we avoid condensing this map.
+ *
+ * To determine the second criterion we use a best-case estimate and assume
+ * each segment can be represented on-disk as a single 64-bit entry. We refer
+ * to this best-case estimate as the space map's minimal form.
+ */
+static boolean_t
+metaslab_should_condense(metaslab_t *msp)
+{
+       space_map_t *sm = msp->ms_map;
+       space_map_obj_t *smo = &msp->ms_smo_syncing;
+       space_seg_t *ss;
+       uint64_t size, entries, segsz;
+
+       ASSERT(MUTEX_HELD(&msp->ms_lock));
+       ASSERT(sm->sm_loaded);
+
+       /*
+        * Use the sm_pp_root AVL tree, which is ordered by size, to obtain
+        * the largest segment in the in-core free map. If the tree is
+        * empty then we should condense the map.
+        */
+       ss = avl_last(sm->sm_pp_root);
+       if (ss == NULL)
+               return (B_TRUE);
+
+       /*
+        * Calculate the number of 64-bit entries this segment would
+        * require when written to disk. If this single segment would be
+        * larger on-disk than the entire current on-disk structure, then
+        * clearly condensing will increase the on-disk structure size.
+        */
+       size = (ss->ss_end - ss->ss_start) >> sm->sm_shift;
+       entries = size / (MIN(size, SM_RUN_MAX));
+       segsz = entries * sizeof (uint64_t);
+
+       return (segsz <= smo->smo_objsize &&
+           smo->smo_objsize >= (zfs_condense_pct *
+           sizeof (uint64_t) * avl_numnodes(&sm->sm_root)) / 100);
+}
+
+/*
+ * Condense the on-disk space map representation to its minimized form.
+ * The minimized form consists of a small number of allocations followed by
+ * the in-core free map.
+ */
+static void
+metaslab_condense(metaslab_t *msp, uint64_t txg, dmu_tx_t *tx)
+{
+       spa_t *spa = msp->ms_group->mg_vd->vdev_spa;
+       space_map_t *freemap = msp->ms_freemap[txg & TXG_MASK];
+       space_map_t condense_map;
+       space_map_t *sm = msp->ms_map;
+       objset_t *mos = spa_meta_objset(spa);
+       space_map_obj_t *smo = &msp->ms_smo_syncing;
+       int t;
+
+       ASSERT(MUTEX_HELD(&msp->ms_lock));
+       ASSERT3U(spa_sync_pass(spa), ==, 1);
+       ASSERT(sm->sm_loaded);
+
+       spa_dbgmsg(spa, "condensing: txg %llu, msp[%llu] %p, "
+           "smo size %llu, segments %lu", txg,
+           (msp->ms_map->sm_start / msp->ms_map->sm_size), msp,
+           smo->smo_objsize, avl_numnodes(&sm->sm_root));
+
+       /*
+        * Create an map that is a 100% allocated map. We remove segments
+        * that have been freed in this txg, any deferred frees that exist,
+        * and any allocation in the future. Removing segments should be
+        * a relatively inexpensive operation since we expect these maps to
+        * a small number of nodes.
+        */
+       space_map_create(&condense_map, sm->sm_start, sm->sm_size,
+           sm->sm_shift, sm->sm_lock);
+       space_map_add(&condense_map, condense_map.sm_start,
+           condense_map.sm_size);
+
+       /*
+        * Remove what's been freed in this txg from the condense_map.
+        * Since we're in sync_pass 1, we know that all the frees from
+        * this txg are in the freemap.
+        */
+       space_map_walk(freemap, space_map_remove, &condense_map);
+
+       for (t = 0; t < TXG_DEFER_SIZE; t++)
+               space_map_walk(msp->ms_defermap[t],
+                   space_map_remove, &condense_map);
+
+       for (t = 1; t < TXG_CONCURRENT_STATES; t++)
+               space_map_walk(msp->ms_allocmap[(txg + t) & TXG_MASK],
+                   space_map_remove, &condense_map);
+
+       /*
+        * We're about to drop the metaslab's lock thus allowing
+        * other consumers to change it's content. Set the
+        * space_map's sm_condensing flag to ensure that
+        * allocations on this metaslab do not occur while we're
+        * in the middle of committing it to disk. This is only critical
+        * for the ms_map as all other space_maps use per txg
+        * views of their content.
+        */
+       sm->sm_condensing = B_TRUE;
+
+       mutex_exit(&msp->ms_lock);
+       space_map_truncate(smo, mos, tx);
+       mutex_enter(&msp->ms_lock);
+
+       /*
+        * While we would ideally like to create a space_map representation
+        * that consists only of allocation records, doing so can be
+        * prohibitively expensive because the in-core free map can be
+        * large, and therefore computationally expensive to subtract
+        * from the condense_map. Instead we sync out two maps, a cheap
+        * allocation only map followed by the in-core free map. While not
+        * optimal, this is typically close to optimal, and much cheaper to
+        * compute.
+        */
+       space_map_sync(&condense_map, SM_ALLOC, smo, mos, tx);
+       space_map_vacate(&condense_map, NULL, NULL);
+       space_map_destroy(&condense_map);
+
+       space_map_sync(sm, SM_FREE, smo, mos, tx);
+       sm->sm_condensing = B_FALSE;
+
+       spa_dbgmsg(spa, "condensed: txg %llu, msp[%llu] %p, "
+           "smo size %llu", txg,
+           (msp->ms_map->sm_start / msp->ms_map->sm_size), msp,
+           smo->smo_objsize);
+}
+
+/*
  * Write a metaslab to disk in the context of the specified transaction group.
  */
 void
@@ -953,18 +1114,29 @@ metaslab_sync(metaslab_t *msp, uint64_t txg)
        vdev_t *vd = msp->ms_group->mg_vd;
        spa_t *spa = vd->vdev_spa;
        objset_t *mos = spa_meta_objset(spa);
-       space_map_t *allocmap = &msp->ms_allocmap[txg & TXG_MASK];
-       space_map_t *freemap = &msp->ms_freemap[txg & TXG_MASK];
-       space_map_t *freed_map = &msp->ms_freemap[TXG_CLEAN(txg) & TXG_MASK];
-       space_map_t *sm = &msp->ms_map;
+       space_map_t *allocmap = msp->ms_allocmap[txg & TXG_MASK];
+       space_map_t **freemap = &msp->ms_freemap[txg & TXG_MASK];
+       space_map_t **freed_map = &msp->ms_freemap[TXG_CLEAN(txg) & TXG_MASK];
+       space_map_t *sm = msp->ms_map;
        space_map_obj_t *smo = &msp->ms_smo_syncing;
        dmu_buf_t *db;
        dmu_tx_t *tx;
-       int t;
 
        ASSERT(!vd->vdev_ishole);
 
-       if (allocmap->sm_space == 0 && freemap->sm_space == 0)
+       /*
+        * This metaslab has just been added so there's no work to do now.
+        */
+       if (*freemap == NULL) {
+               ASSERT3P(allocmap, ==, NULL);
+               return;
+       }
+
+       ASSERT3P(allocmap, !=, NULL);
+       ASSERT3P(*freemap, !=, NULL);
+       ASSERT3P(*freed_map, !=, NULL);
+
+       if (allocmap->sm_space == 0 && (*freemap)->sm_space == 0)
                return;
 
        /*
@@ -992,49 +1164,36 @@ metaslab_sync(metaslab_t *msp, uint64_t txg)
 
        mutex_enter(&msp->ms_lock);
 
-       space_map_walk(freemap, space_map_add, freed_map);
-
-       if (sm->sm_loaded && spa_sync_pass(spa) == 1 && smo->smo_objsize >=
-           2 * sizeof (uint64_t) * avl_numnodes(&sm->sm_root)) {
-               /*
-                * The in-core space map representation is twice as compact
-                * as the on-disk one, so it's time to condense the latter
-                * by generating a pure allocmap from first principles.
-                *
-                * This metaslab is 100% allocated,
-                * minus the content of the in-core map (sm),
-                * minus what's been freed this txg (freed_map),
-                * minus deferred frees (ms_defermap[]),
-                * minus allocations from txgs in the future
-                * (because they haven't been committed yet).
-                */
-               space_map_vacate(allocmap, NULL, NULL);
-               space_map_vacate(freemap, NULL, NULL);
-
-               space_map_add(allocmap, allocmap->sm_start, allocmap->sm_size);
-
-               space_map_walk(sm, space_map_remove, allocmap);
-               space_map_walk(freed_map, space_map_remove, allocmap);
-
-               for (t = 0; t < TXG_DEFER_SIZE; t++)
-                       space_map_walk(&msp->ms_defermap[t],
-                           space_map_remove, allocmap);
+       if (sm->sm_loaded && spa_sync_pass(spa) == 1 &&
+           metaslab_should_condense(msp)) {
+               metaslab_condense(msp, txg, tx);
+       } else {
+               space_map_sync(allocmap, SM_ALLOC, smo, mos, tx);
+               space_map_sync(*freemap, SM_FREE, smo, mos, tx);
+       }
 
-               for (t = 1; t < TXG_CONCURRENT_STATES; t++)
-                       space_map_walk(&msp->ms_allocmap[(txg + t) & TXG_MASK],
-                           space_map_remove, allocmap);
+       space_map_vacate(allocmap, NULL, NULL);
 
-               mutex_exit(&msp->ms_lock);
-               space_map_truncate(smo, mos, tx);
-               mutex_enter(&msp->ms_lock);
+       /*
+        * For sync pass 1, we avoid walking the entire space map and
+        * instead will just swap the pointers for freemap and
+        * freed_map. We can safely do this since the freed_map is
+        * guaranteed to be empty on the initial pass.
+        */
+       if (spa_sync_pass(spa) == 1) {
+               ASSERT0((*freed_map)->sm_space);
+               ASSERT0(avl_numnodes(&(*freed_map)->sm_root));
+               space_map_swap(freemap, freed_map);
+       } else {
+               space_map_vacate(*freemap, space_map_add, *freed_map);
        }
 
-       space_map_sync(allocmap, SM_ALLOC, smo, mos, tx);
-       space_map_sync(freemap, SM_FREE, smo, mos, tx);
+       ASSERT0(msp->ms_allocmap[txg & TXG_MASK]->sm_space);
+       ASSERT0(msp->ms_freemap[txg & TXG_MASK]->sm_space);
 
        mutex_exit(&msp->ms_lock);
 
-       VERIFY(0 == dmu_bonus_hold(mos, smo->smo_object, FTAG, &db));
+       VERIFY0(dmu_bonus_hold(mos, smo->smo_object, FTAG, &db));
        dmu_buf_will_dirty(db, tx);
        ASSERT3U(db->db_size, >=, sizeof (*smo));
        bcopy(smo, db->db_data, sizeof (*smo));
@@ -1052,9 +1211,9 @@ metaslab_sync_done(metaslab_t *msp, uint64_t txg)
 {
        space_map_obj_t *smo = &msp->ms_smo;
        space_map_obj_t *smosync = &msp->ms_smo_syncing;
-       space_map_t *sm = &msp->ms_map;
-       space_map_t *freed_map = &msp->ms_freemap[TXG_CLEAN(txg) & TXG_MASK];
-       space_map_t *defer_map = &msp->ms_defermap[txg % TXG_DEFER_SIZE];
+       space_map_t *sm = msp->ms_map;
+       space_map_t *freed_map = msp->ms_freemap[TXG_CLEAN(txg) & TXG_MASK];
+       space_map_t *defer_map = msp->ms_defermap[txg % TXG_DEFER_SIZE];
        metaslab_group_t *mg = msp->ms_group;
        vdev_t *vd = mg->mg_vd;
        int64_t alloc_delta, defer_delta;
@@ -1066,19 +1225,30 @@ metaslab_sync_done(metaslab_t *msp, uint64_t txg)
 
        /*
         * If this metaslab is just becoming available, initialize its
-        * allocmaps and freemaps and add its capacity to the vdev.
+        * allocmaps, freemaps, and defermap and add its capacity to the vdev.
         */
-       if (freed_map->sm_size == 0) {
+       if (freed_map == NULL) {
+               ASSERT(defer_map == NULL);
                for (t = 0; t < TXG_SIZE; t++) {
-                       space_map_create(&msp->ms_allocmap[t], sm->sm_start,
+                       msp->ms_allocmap[t] = kmem_zalloc(sizeof (space_map_t),
+                           KM_PUSHPAGE);
+                       space_map_create(msp->ms_allocmap[t], sm->sm_start,
                            sm->sm_size, sm->sm_shift, sm->sm_lock);
-                       space_map_create(&msp->ms_freemap[t], sm->sm_start,
+                       msp->ms_freemap[t] = kmem_zalloc(sizeof (space_map_t),
+                           KM_PUSHPAGE);
+                       space_map_create(msp->ms_freemap[t], sm->sm_start,
                            sm->sm_size, sm->sm_shift, sm->sm_lock);
                }
 
-               for (t = 0; t < TXG_DEFER_SIZE; t++)
-                       space_map_create(&msp->ms_defermap[t], sm->sm_start,
+               for (t = 0; t < TXG_DEFER_SIZE; t++) {
+                       msp->ms_defermap[t] = kmem_zalloc(sizeof (space_map_t),
+                           KM_PUSHPAGE);
+                       space_map_create(msp->ms_defermap[t], sm->sm_start,
                            sm->sm_size, sm->sm_shift, sm->sm_lock);
+               }
+
+               freed_map = msp->ms_freemap[TXG_CLEAN(txg) & TXG_MASK];
+               defer_map = msp->ms_defermap[txg % TXG_DEFER_SIZE];
 
                vdev_space_update(vd, 0, 0, sm->sm_size);
        }
@@ -1088,8 +1258,8 @@ metaslab_sync_done(metaslab_t *msp, uint64_t txg)
 
        vdev_space_update(vd, alloc_delta + defer_delta, defer_delta, 0);
 
-       ASSERT(msp->ms_allocmap[txg & TXG_MASK].sm_space == 0);
-       ASSERT(msp->ms_freemap[txg & TXG_MASK].sm_space == 0);
+       ASSERT(msp->ms_allocmap[txg & TXG_MASK]->sm_space == 0);
+       ASSERT(msp->ms_freemap[txg & TXG_MASK]->sm_space == 0);
 
        /*
         * If there's a space_map_load() in progress, wait for it to complete
@@ -1123,7 +1293,7 @@ metaslab_sync_done(metaslab_t *msp, uint64_t txg)
                int evictable = 1;
 
                for (t = 1; t < TXG_CONCURRENT_STATES; t++)
-                       if (msp->ms_allocmap[(txg + t) & TXG_MASK].sm_space)
+                       if (msp->ms_allocmap[(txg + t) & TXG_MASK]->sm_space)
                                evictable = 0;
 
                if (evictable && !metaslab_debug)
@@ -1149,7 +1319,7 @@ metaslab_sync_reassess(metaslab_group_t *mg)
        for (m = 0; m < vd->vdev_ms_count; m++) {
                metaslab_t *msp = vd->vdev_ms[m];
 
-               if (msp->ms_map.sm_start > mg->mg_bonus_area)
+               if (msp->ms_map->sm_start > mg->mg_bonus_area)
                        break;
 
                mutex_enter(&msp->ms_lock);
@@ -1170,7 +1340,7 @@ metaslab_distance(metaslab_t *msp, dva_t *dva)
 {
        uint64_t ms_shift = msp->ms_group->mg_vd->vdev_ms_shift;
        uint64_t offset = DVA_GET_OFFSET(dva) >> ms_shift;
-       uint64_t start = msp->ms_map.sm_start >> ms_shift;
+       uint64_t start = msp->ms_map->sm_start >> ms_shift;
 
        if (msp->ms_group->mg_vd->vdev_id != DVA_GET_VDEV(dva))
                return (1ULL << 63);
@@ -1258,6 +1428,16 @@ metaslab_group_alloc(metaslab_group_t *mg, uint64_t psize, uint64_t asize,
                mutex_enter(&msp->ms_lock);
 
                /*
+                * If this metaslab is currently condensing then pick again as
+                * we can't manipulate this metaslab until it's committed
+                * to disk.
+                */
+               if (msp->ms_map->sm_condensing) {
+                       mutex_exit(&msp->ms_lock);
+                       continue;
+               }
+
+               /*
                 * Ensure that the metaslab we have selected is still
                 * capable of handling our request. It's possible that
                 * another thread may have changed the weight while we
@@ -1283,20 +1463,20 @@ metaslab_group_alloc(metaslab_group_t *mg, uint64_t psize, uint64_t asize,
                        continue;
                }
 
-               if ((offset = space_map_alloc(&msp->ms_map, asize)) != -1ULL)
+               if ((offset = space_map_alloc(msp->ms_map, asize)) != -1ULL)
                        break;
 
                atomic_inc_64(&mg->mg_alloc_failures);
 
-               metaslab_passivate(msp, space_map_maxsize(&msp->ms_map));
+               metaslab_passivate(msp, space_map_maxsize(msp->ms_map));
 
                mutex_exit(&msp->ms_lock);
        }
 
-       if (msp->ms_allocmap[txg & TXG_MASK].sm_space == 0)
+       if (msp->ms_allocmap[txg & TXG_MASK]->sm_space == 0)
                vdev_dirty(mg->mg_vd, VDD_METASLAB, msp, txg);
 
-       space_map_add(&msp->ms_allocmap[txg & TXG_MASK], offset, asize);
+       space_map_add(msp->ms_allocmap[txg & TXG_MASK], offset, asize);
 
        mutex_exit(&msp->ms_lock);
 
@@ -1546,13 +1726,13 @@ metaslab_free_dva(spa_t *spa, const dva_t *dva, uint64_t txg, boolean_t now)
        mutex_enter(&msp->ms_lock);
 
        if (now) {
-               space_map_remove(&msp->ms_allocmap[txg & TXG_MASK],
+               space_map_remove(msp->ms_allocmap[txg & TXG_MASK],
                    offset, size);
-               space_map_free(&msp->ms_map, offset, size);
+               space_map_free(msp->ms_map, offset, size);
        } else {
-               if (msp->ms_freemap[txg & TXG_MASK].sm_space == 0)
+               if (msp->ms_freemap[txg & TXG_MASK]->sm_space == 0)
                        vdev_dirty(vd, VDD_METASLAB, msp, txg);
-               space_map_add(&msp->ms_freemap[txg & TXG_MASK], offset, size);
+               space_map_add(msp->ms_freemap[txg & TXG_MASK], offset, size);
        }
 
        mutex_exit(&msp->ms_lock);
@@ -1587,10 +1767,10 @@ metaslab_claim_dva(spa_t *spa, const dva_t *dva, uint64_t txg)
 
        mutex_enter(&msp->ms_lock);
 
-       if ((txg != 0 && spa_writeable(spa)) || !msp->ms_map.sm_loaded)
+       if ((txg != 0 && spa_writeable(spa)) || !msp->ms_map->sm_loaded)
                error = metaslab_activate(msp, METASLAB_WEIGHT_SECONDARY);
 
-       if (error == 0 && !space_map_contains(&msp->ms_map, offset, size))
+       if (error == 0 && !space_map_contains(msp->ms_map, offset, size))
                error = ENOENT;
 
        if (error || txg == 0) {        /* txg == 0 indicates dry run */
@@ -1598,12 +1778,12 @@ metaslab_claim_dva(spa_t *spa, const dva_t *dva, uint64_t txg)
                return (error);
        }
 
-       space_map_claim(&msp->ms_map, offset, size);
+       space_map_claim(msp->ms_map, offset, size);
 
        if (spa_writeable(spa)) {       /* don't dirty if we're zdb(1M) */
-               if (msp->ms_allocmap[txg & TXG_MASK].sm_space == 0)
+               if (msp->ms_allocmap[txg & TXG_MASK]->sm_space == 0)
                        vdev_dirty(vd, VDD_METASLAB, msp, txg);
-               space_map_add(&msp->ms_allocmap[txg & TXG_MASK], offset, size);
+               space_map_add(msp->ms_allocmap[txg & TXG_MASK], offset, size);
        }
 
        mutex_exit(&msp->ms_lock);
index ab7cb7a..a031f3a 100644 (file)
@@ -107,6 +107,7 @@ space_map_add(space_map_t *sm, uint64_t start, uint64_t size)
        int merge_before, merge_after;
 
        ASSERT(MUTEX_HELD(sm->sm_lock));
+       VERIFY(!sm->sm_condensing);
        VERIFY(size != 0);
        VERIFY3U(start, >=, sm->sm_start);
        VERIFY3U(end, <=, sm->sm_start + sm->sm_size);
@@ -175,6 +176,7 @@ space_map_remove(space_map_t *sm, uint64_t start, uint64_t size)
        int left_over, right_over;
 
        ASSERT(MUTEX_HELD(sm->sm_lock));
+       VERIFY(!sm->sm_condensing);
        VERIFY(size != 0);
        VERIFY(P2PHASE(start, 1ULL << sm->sm_shift) == 0);
        VERIFY(P2PHASE(size, 1ULL << sm->sm_shift) == 0);
@@ -244,6 +246,20 @@ space_map_contains(space_map_t *sm, uint64_t start, uint64_t size)
 }
 
 void
+space_map_swap(space_map_t **msrc, space_map_t **mdst)
+{
+       space_map_t *sm;
+
+       ASSERT(MUTEX_HELD((*msrc)->sm_lock));
+       ASSERT0((*mdst)->sm_space);
+       ASSERT0(avl_numnodes(&(*mdst)->sm_root));
+
+       sm = *msrc;
+       *msrc = *mdst;
+       *mdst = sm;
+}
+
+void
 space_map_vacate(space_map_t *sm, space_map_func_t *func, space_map_t *mdest)
 {
        space_seg_t *ss;
@@ -424,9 +440,9 @@ space_map_sync(space_map_t *sm, uint8_t maptype,
        space_map_obj_t *smo, objset_t *os, dmu_tx_t *tx)
 {
        spa_t *spa = dmu_objset_spa(os);
-       void *cookie = NULL;
+       avl_tree_t *t = &sm->sm_root;
        space_seg_t *ss;
-       uint64_t bufsize, start, size, run_len, delta, sm_space;
+       uint64_t bufsize, start, size, run_len, total, sm_space, nodes;
        uint64_t *entry, *entry_map, *entry_map_end;
 
        ASSERT(MUTEX_HELD(sm->sm_lock));
@@ -455,13 +471,14 @@ space_map_sync(space_map_t *sm, uint8_t maptype,
            SM_DEBUG_SYNCPASS_ENCODE(spa_sync_pass(spa)) |
            SM_DEBUG_TXG_ENCODE(dmu_tx_get_txg(tx));
 
-       delta = 0;
+       total = 0;
+       nodes = avl_numnodes(&sm->sm_root);
        sm_space = sm->sm_space;
-       while ((ss = avl_destroy_nodes(&sm->sm_root, &cookie)) != NULL) {
+       for (ss = avl_first(t); ss != NULL; ss = AVL_NEXT(t, ss)) {
                size = ss->ss_end - ss->ss_start;
                start = (ss->ss_start - sm->sm_start) >> sm->sm_shift;
 
-               delta += size;
+               total += size;
                size >>= sm->sm_shift;
 
                while (size) {
@@ -483,7 +500,6 @@ space_map_sync(space_map_t *sm, uint8_t maptype,
                        start += run_len;
                        size -= run_len;
                }
-               kmem_cache_free(space_seg_cache, ss);
        }
 
        if (entry != entry_map) {
@@ -499,12 +515,11 @@ space_map_sync(space_map_t *sm, uint8_t maptype,
         * Ensure that the space_map's accounting wasn't changed
         * while we were in the middle of writing it out.
         */
+       VERIFY3U(nodes, ==, avl_numnodes(&sm->sm_root));
        VERIFY3U(sm->sm_space, ==, sm_space);
+       VERIFY3U(sm->sm_space, ==, total);
 
        zio_buf_free(entry_map, bufsize);
-
-       sm->sm_space -= delta;
-       VERIFY0(sm->sm_space);
 }
 
 void
index 7df0fd6..d6b55ee 100644 (file)
@@ -1855,6 +1855,7 @@ vdev_dtl_sync(vdev_t *vd, uint64_t txg)
 
        space_map_truncate(smo, mos, tx);
        space_map_sync(&smsync, SM_ALLOC, smo, mos, tx);
+       space_map_vacate(&smsync, NULL, NULL);
 
        space_map_destroy(&smsync);